Tecnología de Sensores Fotónicos y Láser

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1 Unidad responsable: Unidad que imparte: Curso: Titulación: Créditos ECTS: ESEIAAT - Escuela Superior de Ingenierías Industrial, Aeroespacial y Audiovisual de Terrassa FIS - Departamento de Física MÁSTER UNIVERSITARIO EN INGENIERÍA INDUSTRIAL (Plan 2013). (Unidad docente Optativa) MÁSTER UNIVERSITARIO EN INGENIERÍA AERONÁUTICA (Plan 2014). (Unidad docente Optativa) 3 Idiomas docencia: Catalán, Castellano, Inglés Profesorado Responsable: Ramon Vilaseca Alavedra Ferran Laguarta Bertran Otros: Cojocaru, Crina Maria Horario de atención Horario: Flexible, a acordar con el estudiante Metodologías docentes Exposición en clase y, sobre todo, visitas a un centro de investigación tecnológica y a laboratorios de investigación, y manipulación de aparatos / experimentos. Objetivos de aprendizaje de la asignatura OBJETIVOS GENERALES DE LA ASIGNATURA 1. Proporcionar unos mínimos conocimientos para comprender por qué la luz es útil para aplicaciones tecnológicas, en particular para ingeniería. Se considerará como se genera la luz, en particular mediante láseres, como se controla y detecta, y qué propiedades tiene que la hacen cada vez más útil hoy en día. 2.- Ilustrar las potencialidades prácticas de la luz a través del conocimiento detallado de las actividades de investigación y transferencia de conocimiento que se hacen en el Campus de Terrassa, en particular en el CD6 (Centro para el Desarrollo de Sensores, Instrumentos y Sistemas, y al Grupo DONLL (Grupo de Investigación en Dinámica No Lineal, Óptica No Lineal y Láseres, mediante explicaciones, visitas a laboratorios, manipulaciones, etc. 3. Analizar los criterios de diseño y de utilización de los sensores electro-ópticos, con el fin de introducirlos en sistemas de control y entornos de producción automatizados. También conocer el funcionamiento y las aplicaciones actuales, sobre todo en procesado de materiales y metrología industrial, los diferentes tipos de láseres con interés industrial, sus especificaciones, sus sistemas control y su integración en sistemas automáticos. Conocer también, en cierta medida, otras investigaciones actuales, en óptica no lineal, caracterización de materiales y biomedicina. 1 / 6

2 Horas totales de dedicación del estudiantado Dedicación total: 75h Horas grupo grande: 27h 36.00% Horas grupo mediano: 0h 0.00% Horas grupo pequeño: 0h 0.00% Horas actividades dirigidas: 0h 0.00% Horas aprendizaje autónomo: 48h 64.00% 2 / 6

3 Contenidos 1. Radiación Óptica. 'Qué es la luz, y propiedades básicas Dedicación: 10h Grupo grande/teoría: 1h 30m Actividades dirigidas: 1h 30m Aprendizaje autónomo: 7h Propiedades más útiles de la luz y las ondas electromagnéticas en general (en relación con las aplicaciones tecnológicas). Interacción de la luz con los materiales. Todas Conocer las propiedades más útiles de la luz, las cuales nos permitirán entender las aplicaciones y experimentos de laboratorios que visitaremos. 2. Sensores fotónicos, metrología. Actividades de investigación relacionadas, en el Campus de Terrassa Dedicación: 25h Grupo grande/teoría: 0h Actividades dirigidas: 9h Aprendizaje autónomo: 16h Descripción, visita y manejo de sensores fotónicos, para medidas, orinetacions, detecciones de presencia, detecciones de defectos, etc. Todas Conocer los diferentes tipos de sensores fotónicos y diferentes aplicaciones que se desarrollan en el Campus, y manipular algunos de ellos. Adquirir la capacidad de saber buscar y seleccionar el tipo de sensor más adecuado, en función de la aplicación. 3 / 6

4 3. Sistemas láser para el procesado de materiales. Dedicación: 16h Grupo grande/teoría: 1h Actividades dirigidas: 5h Aprendizaje autónomo: 10h Estudio de los sistemas láser que se utilizan para el procesado de materiales, desde la soldadura en coches y empresas industriales hasta el marcado y la impresión láser 3D. Práctica de control numérico. Todas. Conocer el tipo de sistemas láser que existen y sus potencialidades, así como el manejo de uno de ellos y la práctica del control numérico. 4. Aplicaciones de la Fotónica a otros campos. Actividades de investigación en el Campus de Terrassa. Dedicación: 24h Grupo grande/teoría: 0h Actividades dirigidas: 9h Aprendizaje autónomo: 15h Aplicaciones de la Fotónica en óptica no lineal (generación de nuevas frecuencias, etc.), análisis estructural y estudio de procesos en materiales, medicina, comunicaciones, dinámica no lineal, generación, medida y aplicaciones de pulsos de duración ultra-corta, etc. Visita de experimentos en los laboratorios de investigación del Campus. Todas Conocer otras aplicaciones de los láseres y las tecnologías fotónicas, en diferentes campos, conociendo lo que se hace en el campus y participando en su manipulación, en la medida de lo posible. 4 / 6

5 Planificación de actividades A1. Clases de Teoría (mediante ejemplos) Dedicación: 6h 30m Grupo grande/teoría: 2h 30m Aprendizaje autónomo: 4h Exposiciones por parte del profesor, mostrando ejemplos. Material de soporte: Bibliografia, internet, información técnica. Descripción de la entrega esperada y vínculos con la evaluación: Evaluación mediante entrega de pequeño resumen, o a través de la participación activa en las visitas y manipulaciones en los laboratorios. Conocer las bases mínimas sobre los conceptos, fenómenos, dispositivos y sistemas que se observarán en los laboratorios. A2. Clases prácticas y trabajo dirigido Dedicación: 35h 30m Grupo grande/teoría: 9h 30m Aprendizaje autónomo: 26h Consideración de ejemplos que serán visitados, y dirección / asesoramiento para la realización, por parte de los estudiantes, de un pequeño resumen o trabajo en relación con los laboratorios visitas o el diseño de un sistema fotónico para un determinado tipo de aplicación, propuesto por el estudiante. Material de soporte: Bibliografía, internet, información técnica, material de laboratorio. Descripción de la entrega esperada y vínculos con la evaluación: Entrega de un pequeño reusmen o trabajo en formato electrónico. Evaluación de la calidad del trabajo. Fomentar la capacidad creativa y de emprendimiento para el diseño de nuevas aplicaciones técnicas. A3. Visitas a laboratorios Dedicación: 33h Grupo grande/teoría: 15h Aprendizaje autónomo: 18h Visita de laboratorios del Campus, demostración de experimentos, y participación cuando sea posible. Material de soporte: Material y equipamiento de laboratorio. Descripción de la entrega esperada y vínculos con la evaluación: La evaluación se basará en la asistencia activa a las sesiones. Conocer materiales, dispositivos y sistemas fotónicos reales, en particular láseres, y aprender su manejo. 5 / 6

6 Sistema de calificación Asistencia a las clases y explicaciones (30%) y asistencia activa a las visitas a laboratorios y grupos de investigación (20%+20%+20%). Realización de un pequeño trabajo (10%). Normas de realización de las actividades (No habrá examen) Bibliografía Básica: Hecht, Eugene. Óptica. 5ª ed. Madrid: Pearson, ISBN Albella, J.M.;Martínez-Duart, J.M.; Agulló-Rueda, F. Fundamentos de microelectrónica, nanoelectrónica y fotónica. Madrid: Prentice Hall, ISBN Uiga, Endel. Optoelectronics. Englewood Cliffs (N.J.): Prentice-Hall, cop ISBN Friedman, E.; Miller, J.L. Photonics rules of thumb: optics, electro-optics, fiber optics, and lasers. 2nd ed. New York: McGraw- Hill, cop ISBN Hecht, Jeff. Understanding lasers: an entry-level guide. 3rd ed. Hoboken, NJ: Piscataway, NJ: John Wiley & Sons; IEEE Press, ISBN Steen, W. M.; Mazumder, J. Laser material processing. 4th ed. New York: Springer, ISBN Complementaria: Saleh, B.E.A.; Teich, M.C. Fundamentals of photonics. 2nd ed. New York: John Wiley & Sons, ISBN Hitz, C.B.; Ewing, J.J; Hecht, J. Introduction to laser technology. 3rd ed. Piscataway, NJ: IEEE Press, cop ISBN Pinson, L.J. Electro-optics. New York: John Wiley & Sons, ISBN Wolfe, W.L. Introduction to radiometry. Bellingham, Wash.: SPIE Optical Engineering Press, cop ISBN Powell, John. CO2 laser cutting. 2nd ed. London [etc.]: Springer-Verlag, ISBN Otros recursos: Visita a laboratorios de investigación del Campus. 6 / 6

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